JP3962171B2 - 崩壊性地質の基礎処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は崩壊性地質の基礎処理方法に関し、更に詳細には、ダム基礎地盤グラウチング工法おいて、特にダム基礎地盤が崩壊性地質を含む場合の基礎処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダム建設では堤体の安定化と貯水池からの漏水の防止等を図るのために基礎地盤グラウチング工法が用いられることはよく知られている。この基礎地盤グラウチング工法は、岩盤などに削孔したボアホールを通じてグラウトを圧入し、割れ目等を充填することにより遮水性や力学的性質を改善する工法である。
【０００３】
この基礎地盤グラウチング工法には、大別して、▲１▼ダムに対する接岩の比較的浅い部分を対象とするコンソリデーショングラウチング（ブランケットグラウチング）工法と、▲２▼貯水池からの浸透水を抑制するために深部まで遮水膜を形成する目的で施工するカーテングラウチング工法と、▲３▼ダム両岸が急勾配な場合にコンクリートと基礎岩盤との間に隙間が生じるの防止する目的で施工されるコンタクトグラウチング工法等がある。
【０００４】
従来、この基礎地盤グラウチング工法を実施する際の具体的なグラウト注入工法は、注入管の設置方法によって分類される、ロッド注入工法、ストレーナー注入工法、二重管注入工法等があり、また注入方法により分類される、上昇式注入工法、下降式注入工法、圧力管理注入工法、パッカー工法等がある。これらの工法のいずれを用いるかは岩盤即ち地盤の地質に応じて決定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような基礎地盤グラウチング工法を実施する各種のグラウト注入工法は、それぞれ特定の地質に対して好ましい工法として開発されたものであり、例えばボアホール方向に対して種々の地層が斜めに走り、特にその中に崩壊性地質を含む地層が混在している地盤等に対する有効なグラウト注入工法は存在していなかった。
【０００６】
すなわち、種々の地層が斜めに走る基礎地盤にグラウト注入用の孔即ちボアホールを削孔した時、そのボアホールは地質の異なる地層を横断することになる。その際、その地層の一部が崩壊性の地質である場合にはその部分でボアホールの内壁が崩れ、その後のグラウト注入に支障を来すという問題があった。そのため、従来、このような複雑な地盤にボアホールを形成してグラウトを注入する場合には、二重管ダブルパッカーを用いてグラウトを注入していた。
【０００７】
この二重管ダブルパッカー注入工法は、薬液注入工法の一種で外管と内管よりなる二重式の注入管を用いる工法の総称で、外管（一般にプラスチック製）を地盤中に穿孔設置した後、先端にダブルパッカーを装着した内管を外管の所定の深度に挿入し、管外で混合した注入材を圧送して注入を行うものである。
【０００８】
この二重管式ダブルパッカー注入工法は、崩壊性地質に対して非常に効果の高い工法であるが、注入管を地盤中に残置するほか、口径の大きいボアホール（削孔）を要するので工費が割高になるというデメリットがある。しかし、前述したように一様に軟質な基礎地盤に対しては二重管式ダブルパッカー注入工法を用いることが最も適当であるとされていた。
【０００９】
しかしながら、基礎地盤の一部にしか崩壊性地質がない場合に、二重管式ダブルパッカー注入工法を使用することは、スリーブ材の割裂が起こり難く困難であり、注入が不確実になる可能性があり、このような複雑な基礎地盤、とりわけ一部に崩壊性地質を含む基礎地盤にグラウチング工法を実施する経済的な方法の開発が望まれていた。
【００１０】
本発明の目的は、かかる従来の問題点を解決するためになされたもので、一部に崩壊性地質を含む地盤に基礎地盤グラウチング工法を経済的に実施する崩壊性地質の基礎処理方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は崩壊性地質の基礎処理方法であり、前述した技術的課題を解決するために以下のように構成されている。すなわち、本発明の崩壊性地質の基礎処理方法は、筒状の短管を繋ぎ合わせ自在なケーシングを用いて崩壊性地質を含む地盤に前記短管を順次繋ぐと共に所定深度まで保孔しながら削孔する第１の工程と、
この孔に入っている前記ケーシング内に粒状物からなるフィルター材を前記ケーシングの体積を含めた量を投入して充填する第２の工程と、
前記ケーシングを前記短管を順次分解しながら前記孔から引き上げ、前記孔の上部を密閉した後、この孔の内部にグラウト材を所定圧力で注入する第３の工程とから構成され、
この第３の工程で前記ケーシングは、前記孔内に充填した前記フィルター材の位置を乱さず、かつ、前記孔が崩れない程度にゆっくりと引き上げられることを特徴とする。
【００１２】
＜本発明における付加的構成＞
本発明の崩壊性地質の基礎処理方法は、前述した必須の構成要素からなるが、その構成要素に更に以下のような構成を加えた場合であっても成立する。その付加的構成要素とは、前記第１の工程から前記第３の工程によって１つのステージ（所定深さ分）の基礎処理をし、この基礎処理工程を必要なステージだけ繰り返して行い、その際前のステージから次のステージに移る時には第３の工程で前記孔内に注入されたグラウト材が養生時間を経過して硬化した後、前記フィルター材と前記グラウト材が充填された前記孔の跡をケーシングにて保孔しながら前のステージで削孔した孔より更に深い深度で再び削孔することを特徴とする。
【００１３】
＜本発明における具体的構成＞
本発明の崩壊性地質の基礎処理方法は、前述した必須の構成要素からなるが、その構成要素が具体的に以下のような場合であっても成立する。その具体的構成要素とは、前記孔の上部を密閉する際、短いケーシングを前記孔の上部に入れ、このケーシングと前記孔の内壁との両方に密着するようにエアーパッカーを配置することを特徴とする。このような崩壊性地質の基礎処理方法において、フィルター材としては天然の粒状石材を使用することが好ましい。
【００１４】
このように本発明の要旨とするところは、基礎地盤にグラウチングを行う時、削孔の崩壊を抑制するため所定の透水性を有し且つ性情の判明している材料を用いて積極的に注入箇所を充填してしまうものである。
【００１５】
このような本発明の崩壊性地質の基礎処理方法によると、崩壊性地質を含む地盤に所定深度までケーシングで保孔しながら削孔して孔を形成する。次いで、ケーシングを孔内に残した状態で、例えば天然の粒状石等のようなフィルター材をケーシングの体積を含めた量だけ投入して充填する。
【００１６】
その後、孔からケーシングをゆっくりと引き上げる。ケーシングを緩やかに引き抜く理由は、孔内のケーシングに充填したフィルター材の位置を乱さないためと、孔内壁の崩れを防止するためである。ケーシングをグラウト注入空間の直上まで引き抜き、このケーシングと前記孔の内壁との両方に密着するようにエアーパッカーを配置して孔の上部を密閉する。
【００１７】
そして、この孔の内部にグラウト材を所定圧力で注入する。これで１つのステージ即ち所定深さ分の基礎処理が終了する。その後、次のステージの基礎処理を行う必要がある場合には、前述した基礎処理工程を繰り返して行う。その際、前のステージから次のステージに移る時には前のステージで孔内に注入されたグラウト材が養生時間を経過して硬化した後、フィルター材とグラウト材が充填された孔の跡をケーシングにて保孔しながら前のステージで削孔した孔より更に深い深度で再び削孔する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の崩壊性地質の基礎処理方法を図に示される実施形態について更に詳細に説明する。図１〜図６は、本発明の一実施形態に係る崩壊性地質の基礎処理方法を工程順に示している。
【００１９】
この実施形態に係る崩壊性地質の基礎処理方法では、最初に、従来のボーリングマシン１０を用いて崩壊性地質を含む地盤１１に所定深度まで筒状のケーシング（以下、ケーシングパイプと称する）１２にて保孔しながら削孔し、孔即ちボアホール１３を形成する。この時、ケーシングパイプ１２は、所定長さの短管１２ａを順次継ぎ合わせて延ばして行く。
【００２０】
ここで、「所定深度」とは、第１ステージ即ち基礎処理をする所定深さ（一般的には５ｍ前後）１４の下端（グラウト下端）１４ｂまでを言い、その上端（グラウト上端）１４ａは地盤１１の面から若干下がった位置に設定されている。この上端１４ａから下端１４ｂまでの深さが１つのステージであり、この実施形態では第１ステージ１４である。
【００２１】
次いで、図２に示されるように、ケーシングパイプ１２内の残留スライムやコア等の芯抜きボーリングを行い、ケーシングパイプ１２内を中空にする。ここまでが、この実施形態における崩壊性地質の基礎処理方法における第１の工程となる。そして、このケーシング１２内に粒状物からなるフィルター材１５をケーシングの体積を含めた量を投入して充填する（第２の工程）。
【００２２】
ここで、「ケーシングの体積を含めた量」のフィルター材１５を投入する理由は、次の通りである。すなわち、フィルター材１５は、ケーシングパイプ１２をボアホール１３から引き抜いた後の当該ボアホール内においてステージ下端１４ｂからステージ上端１４ａまで適度な密度で充填されている必要がある（図４参照）。
【００２３】
しかし、フィルター材１５の投入は、ボアホール１３にケーシングパイプ１２が配置されている時にそのケーシングパイプ１２内に投入するため、その後の工程でケーシングパイプ１２をボアホール１３から引き抜くと、ケーシングパイプ１２の体積分だけフィルター材１５が不足することになるためである。
【００２４】
このようにしてケーシングパイプ１２内にフィルター材１５を投入して充填した後、図４に示されるようにケーシングパイプ１２を短管１２ａに分解しながら順次にボアホール１３から引き上げる。これにより、フィルター材１５は、前述したようにボアホール１３内で第１のステージ１４の深さ分について充填されていることになる。
【００２５】
この時のケーシングパイプ１２の引き上げについては、ゆっくりとした速度で行われる。ボアホール１３からケーシングパイプ１２を緩やかに引き抜く理由は、ボアホール１３内のケーシングパイプ１２に充填したフィルター材１５の位置を乱さないためと、ボアホール内壁の崩れを防止するためである。
【００２６】
その後、ボアホール１３内にグラウト材を所定の圧力で注入するため、ボアホール１３の上部即ちステージ上端１４ａより上の入口部が密閉される。このボアホール上部の密閉は、図５に示されるようにケーシングパイプ１２を構成している１つの短管１２ａをボアホール１３の上部内に配置し、この短管１２ａの下端部とボアホール１３の内壁との両方に密着するようにエアーパッカー１６を配置することでなされる。
【００２７】
次いで、上部が完全に密閉され且つ内部にフィルター材１５が充填されたボアホール１３内にグラウト注入装置（ポンプ装置）１７等によってグラウト材が所定圧力で注入され、図５に矢印１８で示されるように基礎地盤の割れ目や隙間に浸透してこのような部分に充填される。
【００２８】
フィルター材１５を充填した後のケーシングパイプ引き抜きからグラウト材の注入までが第３の工程であり、この後にボアホール１３の上部を密閉しているエアーパッカー１６と短管１２ａを取り除く工程があるものの、実質的には第３の工程で地盤の基礎処理は終了する。
【００２９】
ところで、前述した第１の工程から第３の工程までが１つのステージ即ち（所定深さ分）の基礎処理となる。従って、基礎処理の地盤深さが、１ステージを越えるときには、この基礎処理工程を必要なステージだけ繰り返して行うことになる。
【００３０】
その際には、前のステージから次のステージに移る時には第３の工程でボアホール１３内に注入されたグラウト材が養生時間を経過して硬化した後、フィルター材とグラウト材が充填されたボアホール１３の跡を、図６に示されるように再び第１の工程即ちケーシングパイプ１２にて保孔しながら前のステージで削孔したボアホールより更に深い深度（次のステージ下端）まで削孔し、その後は前述した第２の工程及び第３の工程を実施する。
【００３１】
なお、前述した実施形態の崩壊性地質の基礎処理方法において、グラウチング孔の配置、深さ及び方向は、従来通り地盤の状態及びダムの形式より目標ルジオン値を考慮して決められる。また、グラウト注入における最高圧力等も、従来通り、注入箇所の状況、基礎地盤の状態、ダムの施工状況に応じて、ダム本体並びに地盤に有害な変形を生じないように定められる。
【００３２】
更に、前述した実施形態の崩壊性地質の基礎処理方法において、グラウト材を注入する前に削孔即ちボアホール内に充填されるフィルター材として、大きさが約５ｍｍから１０ｍｍ程度の天然の砕石等を用いることが好ましいが、本発明ではこのような材料に限定されるものではなく、高透水性があって且つボアホールの崩壊を防ぐことができ、再削孔が可能な材料であればどのようなものでもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の崩壊性地質の基礎処理方法によれば、崩壊性地質を含む地盤に所定深度まで筒状のケーシングにて保孔しながら削孔した孔に、粒状物からなるフィルター材を充填して内壁の崩れを防止しながらこの孔内からグラウト材を所定圧力で注入するようにしたことにより、一部に崩壊性地質を含む地盤に対して基礎地盤グラウチング工法を経済的に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る崩壊性地質の基礎処理方法における第１の工程の一部であるケーシングパイプによる削孔を概略的に示す断面図である。
【図２】図１に示される崩壊性地質の基礎処理方法において削孔の後のケーシングパイプ内の残留スライムやコア等の芯抜きボーリング工程を概略的に示す断面図である。
【図３】図２に示されるケーシングパイプ内の残留スライムやコア等の芯抜きボーリング工程終了後におけるフィルター材の投入工程を概略的に示す断面図である。
【図４】図３に示されるケーシングパイプ内へのフィルター材の投入後におけるケーシングパイプの引き抜き工程を概略的に示す断面図である。
【図５】図４に示されるケーシングパイプ引き抜き工程後におけるグラウト材注入工程を概略的に示す断面図である。
【図６】図１から図５で示される１ステージにおける基礎地盤処理が終了した後に次のステージを開始すべく前のステージでのボアホール跡を再び削孔する状態を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０ ボーリングマシーン
１１ 基礎地盤
１２ ケーシングパイプ（筒状のケーシング）
１２ａ ケーシングパイプを構成する短管
１３ ボアホール（孔）
１４ 第１ステージ
１４ａ 第１ステージの上端（グラウト上端）
１４ｂ 第１ステージの下端（グラウト下端）
１５ フィルター材
１６ エアーパッカー
１７ グラウト注入装置
１８ グラウト浸透方向を示す矢印

Claims (4)

1. 筒状の短管を繋ぎ合わせ自在なケーシングを用いて崩壊性地質を含む地盤
   に前記短管を順次繋ぐと共に所定深度まで保孔しながら削孔する第１の工程と、
   この孔に入っている前記ケーシング内に粒状物からなるフィルター材を前記ケーシングの体積を含めた量を投入して充填する第２の工程と、
   前記ケーシングを前記短管を順次分解しながら前記孔から引き上げ、前記孔の上部を密閉した後、この孔の内部にグラウト材を所定圧力で注入する第３の工程とから構成され、
   この第３の工程で前記ケーシングは、前記孔内に充填した前記フィルター材の位置を乱さず、かつ、前記孔が崩れない程度にゆっくりと引き上げられることを特徴とする崩壊性地質の基礎処理方法。
2. 前記第１の工程から前記第３の工程によって１つのステージ（所定深さ分）の基礎処理をし、この基礎処理工程を必要なステージだけ繰り返して行い、その際前のステージから次のステージに移る時には第３の工程で前記孔内に注入されたグラウト材が養生時間を経過して硬化した後、前記フィルター材と前記グラウト材が充填された前記孔の跡をケーシングにて保孔しながら前のステージで削孔した孔より更に深い深度で再び削孔することを特徴とする請求項１に記載の崩壊性地質の基礎処理方法。
3. 前記孔の上部を密閉する際、短いケーシングを前記孔の上部に入れ、このケーシングと前記孔の内壁との両方に密着するようにエアーパッカーを配置することを特徴とする請求項１又は２に記載の崩壊性地質の基礎処理方法。
4. 前記フィルター材として天然の粒状石材を使用することを特徴とする請求項１、２又は３のいずれかに記載の崩壊性地質の基礎処理方法。

Images